【精品】电厂脱销技术.doc

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1、电厂脱销技术第一节概述—、NOx生成机理本节简要分析燃煤过程中NOx生成机理和影响因素，大量研究认为，燃烧过程中生成的NOx有三种类型：热力型、快速型和燃料型。影响燃烧屮NOx生成的因素有燃料特性如煤种、含氮量、含氮物质结构颗粒粒径等；运行条件如燃烧方式、负荷、温度、氧-量、反应(停留)时间等。1.热力型NOx热力型NOx主要源于燃烧过程中温度高于1800K时氮气被氧化成NO,反应机理如下:N2+O=NO+N(11-1)N+O2=NO+O(11-2)N+OH=NO+H(11-3)前两个式子称为捷里徳维奇(Zeldovieh)模型，这三个式子

2、一起称为扩大的捷里徳维奇模型。其生成过程是一个不分支连锁反应。氮原子只能从(11-1)式子中产生，而不能通过氮分子分解得到。空气中氮分子N=N键能为946kJ/(g-niol)比一-般有机化合物中的C-N键能(一般为252-630(gmol))大的多，故第一个式子反应的活化能大，控制着反应速度，是整个连锁反应的关键反应。在富燃料的火焰屮，N和0H生成的NO的反应也很重要，即第3个式子。热力型NOx的反应吋间很短材，通常只需要微秒的十分之一，但是生成景取决温度水平、停留吋间和氧原子浓度。电・事旦XM若弋0N慕图11・1热力型NOx生成就与温度

3、的关系丄图可以看出热力型NOx主要影响因索为温度，另外在高温区的停留吋间和氧浓度也是影响的因索。当温度小于1800K时，NOx生成屋很少，而当温度高于1800K吋，温度增电厂脱销技术第一节概述—、NOx生成机理本节简要分析燃煤过程中NOx生成机理和影响因素，大量研究认为，燃烧过程中生成的NOx有三种类型：热力型、快速型和燃料型。影响燃烧屮NOx生成的因素有燃料特性如煤种、含氮量、含氮物质结构颗粒粒径等；运行条件如燃烧方式、负荷、温度、氧-量、反应(停留)时间等。1.热力型NOx热力型NOx主要源于燃烧过程中温度高于1800K时氮气被氧化成N

4、O,反应机理如下:N2+O=NO+N(11-1)N+O2=NO+O(11-2)N+OH=NO+H(11-3)前两个式子称为捷里徳维奇(Zeldovieh)模型，这三个式子一起称为扩大的捷里徳维奇模型。其生成过程是一个不分支连锁反应。氮原子只能从(11-1)式子中产生，而不能通过氮分子分解得到。空气中氮分子N=N键能为946kJ/(g-niol)比一-般有机化合物中的C-N键能(一般为252-630(gmol))大的多，故第一个式子反应的活化能大，控制着反应速度，是整个连锁反应的关键反应。在富燃料的火焰屮，N和0H生成的NO的反应也很重要，即

5、第3个式子。热力型NOx的反应吋间很短材，通常只需要微秒的十分之一，但是生成景取决温度水平、停留吋间和氧原子浓度。电・事旦XM若弋0N慕图11・1热力型NOx生成就与温度的关系丄图可以看出热力型NOx主要影响因索为温度，另外在高温区的停留吋间和氧浓度也是影响的因索。当温度小于1800K时，NOx生成屋很少，而当温度高于1800K吋，温度增100K,反应速率增加6-7倍。另外，反应对0原子敏感。试验结果表明，化学当量比1.0的时候，热力NOx为0,在化学当量比1.2条件下，热力NOx少于总NOx的15%。在煤粉燃烧过程中，热力型NOx占总NO

6、x排放最的15%-25%o在工程实践屮釆用烟气再循环、浓淡燃烧、水蒸气喷射以及高温空气燃烧技术都是利用机理抑制热力型NOx生成的措施。1.快速性NOx快速型NOx是碳氢燃料在过量空气系数vl的富燃料条件下，在火焰面内快速生成的NOx,它不同于空气中的N?按捷里徳维奇机理生成的NOx,山碳氢燃料高温分解出的CH自山基和空气中的N?反应生成HCN和N,进而在Ch的作用下以极快的速度形成NOx。其总体生成过程如图11-2所示：图11-2快速型NOx生成机理快速型NOx生成反应所需要的时间大概为60ms,生成昴和炉膛压力的0.5次方成止比,温度依赖

7、性很低。过最空气系数对快速型NOx影响比较大。山于快速型NOx需要碳氢化合物热解碳氢自山基和N?的反应,所以在富燃料火焰中生成量较多,多发生于内燃机的燃烧过程，而対于煤燃烧过程中挥发分中的氮主要以HCN、NH3等形式存在，挥发分的燃烧将产生快速型NOx,占总NOx生成量的5%左右。2.燃料型NOx燃料型NOx指燃料中的氮在燃烧过程中经过一系列的氧化一还原反应而生成的NOx,它是煤燃烧过程中NOx生成的主要來源，约占NOx生成昴的80%左右。煤燃烧过程山挥发分燃烧和焦炭燃烧两个阶段组成，故燃料型NOx的形成也相应的山气相氮的氧化（挥发分）和焦

8、炭中残余氮的氣化（焦炭）两部分组成。挥发分氮占总燃料氮约75%・95%,焦炭氮约占25%左右。如挥发分中HCN,NHs与自山基O、OH、O?等的氧化反应以及焦炭N的氧化反应生成燃